PEEK多元复合材料在不同转速下的摩擦学性能和磨损机理

用模压方法制备了Ekonol/G/MoS2/PEEK复合材料,通过摩擦磨损实验方法对其在不同转速下摩擦学性能进行了研究,并用SEM对磨损表面进行了观察和分析,在此基础上探讨了复合材料的磨损机理.结果表明:PEEK复合材料摩擦系数的大小与转速的大小有关;在300 rpm以下,随着转速的增大,复合材料的磨损呈先增加后减小趋势,其磨损机理发生了由粘着磨损向疲劳磨损的转变.转速大于300 rpm时,复合材料的摩擦系数再次增大,磨损加剧.图8,参11.     

聚甲醛耐磨复合材料的研究

用转矩流变仪共混-模压成型方法制备了Ekonol/G/POM复合材料,对其力学性能(含拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和压缩强度)进行了考察,并对其摩擦学性能进行了研究.结果表明:Ekonol的加入,使Ekonol/G/POM复合材料的压缩强度提高,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度有所降低,但并不防碍其作为结构零件使用;Ekonol和石墨G的加入,提高了POM的摩擦学性能;当Ekonol含量为20%左右时,复合材料具有较为理想的综合性能.图9,表2,参8.     

POM基MoS_2自润滑复合材料的真空摩擦学特性研究

分别用前驱体分解法与剥层重堆法制备出二硫化钼纳米球(nano-MoS2)与聚甲醛/二硫化钼夹层化合物(MoS2-IC),再利用制备的nano-MoS2、MoS2-IC与微米二硫化钼(micro-MoS2)作为原料制备出POM/MoS2复合材料.在真空摩擦磨损试验机上考察了复合材料的摩擦学性能,结果表明,POM/nano-MoS2复合材料具有最好的摩擦学性能,POM/MoS2-IC复合材料次之,而POM/micro-MoS2复合材料性能与POM比没有改善;SEM分析显示,POM及其复合材料主要发生的是疲劳磨损,POM/nano-MoS2的疲劳磨损最轻,POM/MoS2-IC疲劳磨损最严重,POM与POM/micro-MoS2除了疲劳磨损外,还存在明显的粘着磨损.     

石墨/聚醚醚酮复合材料的制备及其性能研究

采用快速热压烧结法制备了纯聚醚醚酮(PEEK)及石墨改性聚醚醚酮(GP/PEEK)复合材料。对比探究了纯PEEK和GP/PEEK复合材料的硬度、导热性能、摩擦学性能及抗摩擦静电性能等。结果表明：GP的加入虽会降低GP/PEEK复合材料的邵氏硬度,但显著提高了GP/PEEK复合材料的导热系数。同时,GP的加入也会影响复合材料的摩擦学性能。GP/PEEK复合材料的摩擦因数均低于纯PEEK材料,当石墨质量分数为15%时,15%GP/PEEK复合材料的减摩性较纯PEEK提高了59.5%;但GP/PEEK复合材料的耐磨性较纯PEEK下降。GP/PEEK复合材料的磨损机制以粘着磨损和磨粒磨损为主。当石墨质量分数15%时,15%GP/PEEK复合材料的摩擦静电现象几乎全部消失。     

纳米和微米TiO_2颗粒对PTFE/PEEK复合材料摩擦学性能的影响

研究不同体积分数纳米和微米TiO2填充聚四氟乙烯/聚醚醚酮(PTFE/PEEK)复合材料的摩擦学性能,考察载荷、滑动速率对复合材料摩擦学性能的影响。结果表明:纳米和微米TiO2均有助于提高PTFE/PEEK复合材料的摩擦学性能,当TiO2体积分数为1%时,TiO2/PTFE/PEEK复合材料具有最佳摩擦学性能。1%纳米TiO2填充PTFE/PEEK复合材料的磨损率仅为PTFE/PEEK复合材料的50%左右和1%微米TiO2/PTFE/PEEK复合材料的70%。此外,在相同的试验条件和填充比例时,纳米TiO2填充PTFE/PEEK复合材料比微米TiO2填充的复合材料表现出更好的减摩、抗磨性能以及更低的接触面温度。扫描电子显微镜照片显示:1%纳米TiO2有助于PTFE/PEEK复合材料形成均匀、光滑的转移膜,并减少PTFE/PEEK复合材料的黏着磨损。     

Ekonol-PTFE-石墨自润滑复合材料的磨损性能研究

研究了聚苯酯 (Ekonol)的含量对Ekonol-PTFE -石墨自润滑复合材料的磨损性能的影响 ,用扫描电子显微镜观察了此复合材料磨损前和磨损后的表面形貌 ,进而对其磨损机理进行了探讨 结果表明 :当Ekonol含量较少时 ,结晶体仍以带状结构存在 ,磨损中易发生带状破坏导致其耐磨性仍较差 ,磨损机理为严重粘着磨损 ;当Ekonol含量适中时 ,其结晶体以连续网状结构存在 ,其可有效地阻止PTFE基体的带状破坏 ,从而可极大地提高此复合材料的耐磨性 ,磨损机理为疲劳磨损和轻微粘着磨损 ;当Ekonol含量较多时 ,其结晶体以分散状存在 ,磨损机理为晶体剥落 图 7,表 1 ,参 9     

油润滑下WSi2/MoSi2复合材料的摩擦学性能

运用M 200型摩擦磨损试验机测定了WSi2/MoSi2复合材料与45#钢配副油润滑时的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜分析了其磨损机理.结果表明:油润滑可明显改善WSi2/MoSi2复合材料的摩擦学性能,在80～120N时材料具有较好的摩擦磨损综合性能;在油润滑下,WSi2/MoSi2复合材料的磨损机理表现为点蚀磨损和磨粒磨损,偶件45#钢的损失主要归因于磨粒的切削作用.图6,参13.     

摩擦时间对CaSO4晶须增强树脂基复合材料摩擦学性能的影响

采用模压成型工艺制备CaSO_4晶须增强树脂基复合材料,并选用一种市售材料作对比,研究摩擦时间对两种材料摩擦学性能的影响,利用SEM及EDAX观测磨损表面形貌及成分变化,分析其磨损机理.结果表明:随着摩擦时间的变化,自制材料摩擦系数维持在0.45左右,制动平稳性较好,磨损机理以磨粒磨损为主;市售材料摩擦系数在0.32~0.36范围内波动,制动过程易产生颤动和噪声,磨损机理以粘着磨损和热疲劳磨损为主;两种材料摩擦表面平均温度及其磨损率均随着摩擦时间的延长而逐渐升高,且与对偶件存在明显的粘着效应.     

粉末冶金复合材料水润滑条件下的摩擦学性能

针对水液压元件摩擦副润滑困难、使用寿命短等方面的不足,制备了一种以316L不锈钢粉末冶金材料为基体、含有纳米金刚石颗粒悬浮液填充孔隙的复合材料,在水润滑条件下对复合材料和碳纤维增强聚醚醚酮(CFRPEEK)进行了端面摩擦磨损试验,并将其与316L不锈钢材料、316L粉末冶金材料、316L粉末冶金材料+润滑油进行了对比,研究了复合材料的摩擦学性能.结果发现:在500 r/min转速、400 N外载荷下,复合材料和CFRPEEK配对的平均摩擦因数为0.027,CFRPEEK的磨损率为0.128×10~(-16)m~3/(N·m),均小于其余三种配对方式,表明复合材料具有较好的摩擦学性能.复合材料表面产生了抛光效应,主要磨损机理为犁削效应;配对的CFRPEEK磨损机理为犁削机理,纳米金刚石颗粒的加入有效抑制了塑性变形的发生.     

表面修饰MoS2纳米微粒的合成及摩擦学性能

通过液相分散法使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、二烷基二硫代磷酸吡啶盐(PyDDP)为修饰剂成功制备了MoS2纳米微粒.用透射电镜(TEM)对MoS2纳米微粒的形貌进行了表征.结果表明:MoS2纳米微粒平均粒径约为100 nm.利用四球试验机表征了MoS2纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能.摩擦磨损试验结果表明:MoS2纳米微粒具有良好的减摩抗磨性能.     

表面磷化处理对固体润滑涂层性能的影响

磷化处理对粘结固润滑涂层的摩擦性能有很大影响。把氧化锌、磷酸、水按照不同比例配成磷化液,对金属表面进行不同参数(温度、时间)的磷化处理,并在其表面煮涂MoS2利用M-2摩擦磨损实验机测定不同磷化工艺下的MoS2涂层的磨擦学性能,确定了使MoS2固体润滑涂层摩擦性能达到最佳的磷化工艺参数,并讨论了磷化膜表面粗糙度对固体润滑涂层摩擦学性能的影响。     

新型Ni－Cu－P／MoS_2固体润滑镀层优化试验研究

研制出一种新型Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ／ＭｏＳ２电刷镀固体润滑复合镀层。对影响镀层耐磨性的因素进行了正交设计;包括镀液中铜盐、次亚磷酸盐、二硫化钼及刷镀电压。对得到的９种镀层,进行了摩擦磨损试验,测量其磨损量及摩擦系数,最终优化出最佳的Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ／ＭｏＳ２镀层及相应的镀液。还对镀层的相结构及成分进行了测试,讨论了它们对镀层耐磨性的影响。结果表明,镀层中一定量的铜及亚稳间隙相对改善镀层的耐磨性及减磨性具有重要作用。     

Tribological behaviors of some polymeric materials in sea water

Ocean tribology, a new research field of tribology, is being established and developing. The investigation on the tribology in sea water has important significance to ocean exploitation. In this paper, the tribological behaviors of UHMWPE, PTFE as well as Ekonol/PTFE, graphite/PTFE and CF/PTFE sliding against GCr15 steel and Ni-Cr-WC alloy in sea water were investigated, and compared with those in pure water. Results show that the main factors that affect the tribological behaviors of five polymeric materials in sea water are the corrosive effect and lubricating effect of sea water. When polymeric materials sliding against GCr15 in sea water, owing to serious corrosion of counterface by sea water, the surface roughness of the counterface increases largely. As a result, the lubricating effect of medium decreases sharply and the plowing effect of counterface increases greatly. So the friction coefficients and wear rates of five materials sliding against GCr15 in sea water are much larger than those under other conditions. Such wear model, depending on the corrosion of counterface by medium, can be called indirect corrosive wear. Under other three conditions, owing to the more superior lubricating effect of sea water than pure water and the better wettability of Ni-Cr-WC than GCr15, the friction coefficients and wear rates of five materials increase in the following order： sliding against Ni-Cr-WC in sea water 〈 sliding against Ni-Cr-WC in pure water 〈 sliding against GCr15 in pure water. Moreover, compared with other materials, CF/PTFE is the one with more superior plowing and wear resistance in pure and sea water, which is a potential frictional material well suitable for pure and sea water lubrication.     

等离子喷涂Ni60A/MoS_2复合润滑涂层摩擦学特性研究

在UMT-2微观磨损试验机上研究了等离子喷涂Ni60A/MoS2复合润滑涂层的摩擦学特性,且对摩擦表面进行了SEM观察和分析.研究结果表明:随着MoS2含量的增加,摩擦因数显现先减小后增大的趋势,并在MoS2的质量分数为40%时达到最小值.随着载荷的增加磨损量明显增大,当载荷由80 N变化到120 N时,载荷对磨损的影响较为显著,120 N时的磨损量大约为80 N时的1.7倍左右,载荷对摩擦因数也有较大的影响,等离子喷涂涂层的主要磨损失效形式为磨粒磨损和粘着磨损.     

纳米Al2O3和聚四氟乙烯填充聚醚醚酮基复合材料摩擦学特性研究

以热压成型法制备了纳米Al2 O3 和聚四氟乙烯 (PTFE)填充聚醚醚酮基 (PEEK)复合材料 ,利用销盘摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下纳米Al2 O3 和PTFE填充PEEK的摩擦磨损特性。结果表明 ,纳米Al2 O3 使PTFE填充PEEK复合材料的摩擦磨损特性得到明显改善 ,其改善程度与纳米Al2 O3 的填充量有关 ,当纳米Al2 O3 的含量较低 (3% )时 ,纳米Al2 O3 PTFE PEEK复合材料与钢对偶面产生的磨损模式以磨粒磨损和犁削为主 ;而当纳米Al2 O3 的含量较高 (10 % )时 ,纳米Al2 O3 填充PEEK的磨损模式主要是粘着磨损 ;纳米Al2 O3 的含量为 5 %～ 7%时 ,PEEK复合材料的摩擦系数和比磨损率最低。随着载荷的增加 ,纳米Al2 O3 PTFE PEEK复合材料的摩擦系数将因纳米粒子效应和表面摩擦温升呈现下降趋势     

用二硫化钼石墨填充聚四氟已烯摩擦学特性的研究

在干摩擦状态下,对用二硫化钼、石墨填充至聚四氟已烯中所组成的复合材料进行了摩擦磨损特性的研究.通过试验分析得知填料减磨的主要机理,是由于在摩擦表面上存在转移膜以及填料具有的自润滑特性,使得对磨时与纯聚四氟已烯相比摩擦系数降低、耐磨性提高     

超高分子量聚乙烯聚合材料的磨擦磨损性能

用MPV－200型磨擦磨损试验机和腐蚀磨损试验机,对MoS2、PTFE、石墨、玻璃纤维、碳纤维填充的超高分子量聚乙烯（UHMW－PE）塑料复合材料的磨擦磨损性能进行了较为系统的研究,结果表明：填充MoS2、PTFE、石墨可降低UHMW－PE的磨擦系数;而添加玻璃纤维则增大了UHMW－PE的磨擦系数;添加碳纤维对UHMW－PE的磨擦系数几乎无影响。同时,添加填料可使用UHMW－PE的耐磨性显著提高,其中石墨的减磨降磨效果最佳。重点研究了载荷、滑动速度对高分子量聚乙烯基体＋20％石墨复合材料的磨擦磨损性能的影响。     

Ni-P-PTFE 复合材料的摩擦学特性研究

研究了Ｎｉ－Ｐ－ＰＴＦＥ复合材料的组成与摩擦学特性,结果表明,改变ＰＴＦＥ的添加量,可获得不同成分的Ｎｉ－Ｐ－ＰＴＦＥ复合材料,与Ｎｉ－Ｐ合金相比,Ｎｉ－Ｐ－ＰＴＦＥ复合材料保持基体的结构,硬度降低,磨耗量提高,但是摩擦系数显著降低,减摩性能增强,热处理后Ｎｉ－Ｐ－ＰＴＦＥ复合材料的硬度和耐磨性能提高。